未來(lái)的世界，是科技在改變生活；未來(lái)的中國，科技在重塑增長(cháng)。
2017年伊始，未來(lái)論壇聯(lián)合網(wǎng)易科技，獨家專(zhuān)訪(fǎng)人工智能、生命科學(xué)、物理學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)等近十大領(lǐng)域最頂尖的華人科學(xué)家，傾聽(tīng)他們對未來(lái)的預言。在這些預言的背后，他們憑借著(zhù)自己的深厚學(xué)識，發(fā)出對人類(lèi)未來(lái)的期盼之聲。
他是誰(shuí)
薛其坤，山東省臨沂人。在擔任清華大學(xué)副校長(cháng)之前，他已經(jīng)是知名的材料物理專(zhuān)家，因為在半導體材料方面的成就入選中國科學(xué)院院士。2012年，他帶領(lǐng)團隊首次在實(shí)驗上發(fā)現量子反?；魻栃?，楊振寧先生稱(chēng)贊這是諾貝爾獎級的發(fā)現。2016年，薛其坤獲得了首屆未來(lái)科學(xué)大獎-物質(zhì)科學(xué)獎。他還因為常常每天早7點(diǎn)到實(shí)驗室、晚11點(diǎn)才離開(kāi)被學(xué)生們親切地稱(chēng)為“7-11”教授。
他的預言
1、困惑物理學(xué)三十年的高溫超導的機理，在未來(lái)10年有可能被解決，能耗會(huì )大大降低，利用超導微波器件的雷達等通訊設備的靈敏度和抗干擾能力會(huì )大大提高，磁共振成像等醫療器械會(huì )更加廉價(jià)；2、可擴展的量子計算的實(shí)現。這一實(shí)現將會(huì )大大提高計算速度，降低用電量；3、人類(lèi)將探測到馬約拉納費米子。
對于做科研，薛其坤有著(zhù)自己的堅持：作為科學(xué)家更應該追求對知識、對科學(xué)的崇拜，而不是獎項。不過(guò)，他也表示，科學(xué)幾乎是人類(lèi)在奮斗中競爭最激烈、最難的領(lǐng)域，需要投入最優(yōu)秀的人在里面。未來(lái)論壇的未來(lái)科學(xué)大獎，它的意義更重要的是讓大家樹(shù)立一種熱愛(ài)科學(xué)的風(fēng)尚，讓公眾認識到科學(xué)研究是有尊嚴的，應該得到社會(huì )的回報。
在談及當初選擇“量子反?；魻栃边@個(gè)方向時(shí)，薛其坤表示，作為一個(gè)實(shí)驗室物理學(xué)家，要學(xué)會(huì )判斷一個(gè)科學(xué)問(wèn)題究竟是重要還是不重要，然后再去選擇要研究的方向和課題。另外，實(shí)驗技術(shù)需要長(cháng)期磨，需要有“工匠”精神。
對于薛其坤來(lái)說(shuō)，科學(xué)的魅力讓他每天都擁有著(zhù)像小孩一樣的好奇心?！澳銕缀趺刻於寄芸吹叫聳|西，每過(guò)一段時(shí)間就會(huì )出現一個(gè)謎團，讓你琢磨不清，經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的努力弄清楚它了，這會(huì )讓你感到非常幸福?！毖ζ淅け硎?，這樣的快樂(lè )，只能意會(huì )不能言傳，他很享受科學(xué)研究領(lǐng)域里的思想和決策的自由。
我們對界面超導領(lǐng)域的研究，是瓜熟蒂落的過(guò)程
您目前正在從事哪些項目的研究？
目前主要從事高溫超導機理的研究，以及拓撲量子計算方面的基礎研究。
您認為物理科學(xué)領(lǐng)域在未來(lái)5-10年會(huì )有哪些革命性的發(fā)現？
困惑物理學(xué)三十年的高溫超導的機理未來(lái)10年有可能被解決；可擴展的量子計算的實(shí)現；探測到馬約拉納費米子。
這些革命性的發(fā)現將會(huì )如何改變和影響人們的生活和生產(chǎn)？
新的超導電子器件和電力設備會(huì )被研發(fā)出來(lái)，能耗會(huì )大大降低，利用超導微波器件的雷達等通訊設備的靈敏度和抗干擾能力會(huì )大大提高，磁共振成像等醫療器械會(huì )更加廉價(jià)?？蓴U展量子計算的實(shí)現會(huì )大大提高計算速度、會(huì )大大降低用電量。
您因發(fā)現“量子反?；魻栃鲍@得了2016年“未來(lái)科學(xué)大獎”。為什么會(huì )選擇“量子反?；魻栃边@個(gè)方向來(lái)研究？當初是如何判斷這個(gè)方向的前景的？
2005年左右，國際上興起了關(guān)于拓撲絕緣體的研究，由于這個(gè)材料體系比較適合我們，所以自然認為這是我們的一次機遇。后來(lái)張首晟（斯坦福大學(xué)物理系教授， 2016年諾貝爾物理學(xué)獎熱門(mén)候選人）基于這種新材料提出了量子反?；魻栃睦碚?。一次偶然的機遇，我們走到了一起，量子反?；魻栃蔀槲业难芯拷M的研究目標之一。
作為一個(gè)實(shí)驗物理學(xué)家，要學(xué)會(huì )判斷一個(gè)科學(xué)問(wèn)題究竟是重要還是不重要，然后再去選擇要研究的方向和課題。另一方面，實(shí)驗技術(shù)需要長(cháng)期磨，需要有“工匠”精神。等知識背景和實(shí)驗技能都具備時(shí)，再加上對科學(xué)問(wèn)題判斷能力，當出現機遇的時(shí)候，你就會(huì )做出正確的選擇和判斷。
就我個(gè)人來(lái)說(shuō)，打好基本功，積累經(jīng)驗，隨著(zhù)年齡的增長(cháng)對整個(gè)領(lǐng)域的把握能力變強，這個(gè)時(shí)候在別人的基礎上我會(huì )有新的發(fā)現。我們對界面超導領(lǐng)域的研究，應該說(shuō)是瓜熟蒂落的過(guò)程?！傲孔踊魻栃焙汀案邷爻瑢А比〉玫难芯砍晒磥?lái)會(huì )有哪些應用領(lǐng)域和方向？
在“量子霍爾效應”方面，我們做出了不需要磁場(chǎng)的“量子反?；魻栃?，第一個(gè)很明確的應用就是集成電路。量子霍爾效應可以基本解決集成電路上的發(fā)熱問(wèn)題。如果能降低材料價(jià)格、提高量子反?；魻栃膶?shí)現溫度，就可以做出特殊的不發(fā)熱的計算機芯片，會(huì )有效解決芯片發(fā)熱、耗能和老化的問(wèn)題；第二，我們每次開(kāi)計算機的時(shí)候，所有的程序要重新啟動(dòng)如果我們用量子反?；魻栃龀龃糯鎯π酒脑?huà)，那么它關(guān)機以后原來(lái)的狀態(tài)會(huì )保留，不需要我們在每次開(kāi)機的時(shí)候啟動(dòng)程序。所以，新型的磁存儲器，甚至隨機存儲器，是量子反?；魻栃赡艿诙€(gè)應用，這實(shí)際上也是計算機芯片的一部分。這是量子反?；魻栃壳氨容^明確的兩個(gè)應用方向，拓撲量子計算機目前來(lái)看還比較遠，我們正在研究。
在高溫超導方面，第一個(gè)明確的應用是有效降低普通電器件的耗能。由于歐姆定律，一般的導線(xiàn)都會(huì )存在著(zhù)發(fā)熱問(wèn)題，如果能把高溫超導材料的超導臨界溫度提高到液氮溫度以上，就可以解決發(fā)熱問(wèn)題，大大節省電器件的耗能；高溫超導的第二個(gè)應用方向是做磁共振成像，包括像雷達等等。這主要取決于材料的超導轉變溫度能達到多高，如果能達到液氮溫度以上，那么雷達、電子器件的互聯(lián)，包括醫院里的磁共振成像設備，都可以在液氮冷卻的情況下實(shí)現應用。
除此之外，我們對材料的超導特性或其他特性的測量結果更加明確以后，或許還會(huì )開(kāi)拓新的應用?；A研究有一個(gè)好處：一旦發(fā)現了共性的、基礎的、原理性的東西，在比較好的商業(yè)化條件下，它的拓展空間可以說(shuō)是無(wú)限的。實(shí)際上科學(xué)家做出來(lái)的基礎研究，在將來(lái)哪一天都可能會(huì )忽然變成我們想不到的應用，給我們人類(lèi)、社會(huì )提供新的技術(shù)。
要讓公眾認識到科學(xué)研究是有尊嚴的
獲得未來(lái)科學(xué)大獎您有什么感受？對您的科研工作和個(gè)人生活會(huì )有哪些影響？“未來(lái)科學(xué)大獎”的獎金數額很大，對我個(gè)人生活會(huì )改善，感激捐贈人。同時(shí)，這是對我科研工作很大的鼓勵，我相信會(huì )進(jìn)一步激發(fā)我和我的科研團隊在基礎研究領(lǐng)域的堅持和熱情。這不僅是我，也是一個(gè)團隊的成就，我會(huì )根據每個(gè)人的貢獻分配，這是對他們工作的肯定和回報，也是一個(gè)鼓勵。
您和您的團隊被認為是未來(lái)中國沖擊“諾貝爾獎物理學(xué)獎”的大熱門(mén)，您如何看待這個(gè)問(wèn)題？
作為一個(gè)科學(xué)家，我和我的團隊要把研究做到世界最好的水平，在基礎研究領(lǐng)域繼續尋找新的科學(xué)問(wèn)題。我們不去刻意追求拿這樣一個(gè)獎，這是我們應該持有的態(tài)度，也是我們自己現在持有的態(tài)度。未來(lái)科學(xué)大獎體現了中國人的自信。我們以前覺(jué)得拿了諾貝爾獎是成功的標志，現在我們也有一套自己的客觀(guān)評價(jià)體系。國家強大起來(lái)，我們更應該追求對知識、對科學(xué)的崇拜，而不是獎項，這是一個(gè)科學(xué)家應該持有的正確態(tài)度。
對不同年齡段的人群來(lái)講，您覺(jué)得科學(xué)魅力在哪里？
科學(xué)的魅力可以簡(jiǎn)單比喻為滿(mǎn)足人的好奇心。這種滿(mǎn)足好奇心的魅力，不僅會(huì )吸引小孩子和年輕人，也包括成年人?？茖W(xué)家每天都覺(jué)得很有意思，每天都擁有著(zhù)像小孩一樣的好奇心。你幾乎每天都能看到新東西，每過(guò)一段時(shí)間就會(huì )出現一個(gè)謎團，讓你琢磨不清，經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的努力弄清楚它了，這會(huì )讓你感到非常幸福。就像打游戲，每過(guò)一關(guān)或者升級時(shí)帶來(lái)的那種成就感，我們科學(xué)家常常能享受到，很多其他工作都沒(méi)有像我們這樣的收獲和回報。這種快樂(lè )，有時(shí)候只能意會(huì )不能言傳。我天天在辦公室待著(zhù)看數據都很高興，因為每天都會(huì )看到新東西：這條圖線(xiàn)為什么拐這個(gè)彎？研究一下，最后經(jīng)過(guò)思考，設計出巧妙的實(shí)驗解決了這個(gè)問(wèn)題，結果非常圓滿(mǎn)，這樣的生活太有意思了。
另一方面，科學(xué)的魅力也在于思想和決策的自由。在研究方向的選擇上，科學(xué)家很少受別人控制，思想是自由的。從選題上，可以說(shuō)你想做什么就能做什么。
輿論此前對中國科研工作者的待遇與娛樂(lè )圈明星等有過(guò)一些對比和討論，您如何看待這個(gè)問(wèn)題？
一個(gè)正確的待遇體系根據你的貢獻大小按勞分配。不需要很大努力就能獲得的話(huà)，這可能不是一個(gè)非常正常的現象。我們這一代因為經(jīng)過(guò)上大學(xué)的時(shí)候正好是80年代，我們經(jīng)歷過(guò)生活的劇變，所以我們對現在的待遇應該是滿(mǎn)意的。但是對年輕人來(lái)講，要想把最優(yōu)秀的智慧和能力最強的人用在刀刃上，需要一種激勵，現在的待遇還需要進(jìn)一步的提高，尤其下一代的年輕人?？茖W(xué)幾乎是人類(lèi)在奮斗中競爭最激烈、最難的領(lǐng)域，如果不把最優(yōu)秀的人放進(jìn)來(lái)是不行的。像未來(lái)科學(xué)大獎，它本身只能獎勵有限的一部分人，更重要的作用是讓大家樹(shù)立熱愛(ài)科學(xué)的風(fēng)尚，讓公眾認識到科學(xué)研究是有尊嚴的，應該得到社會(huì )的回報，它的意義就在這個(gè)地方。
總而言之，用一切方法鼓勵一些優(yōu)秀年輕人戰斗在科學(xué)的第一線(xiàn)，做出原創(chuàng )性的成果，為未來(lái)技術(shù)的變革、為未來(lái)社會(huì )和經(jīng)濟的發(fā)展進(jìn)步作貢獻，是需要這種導向的。
2017年1月15日的未來(lái)年會(huì )上，薛其坤教授將作為首屆未來(lái)科學(xué)大獎-物質(zhì)科學(xué)獎得主發(fā)表主旨演講，并與1985年諾貝爾物理學(xué)獎得主Klaus Von Klitzing、1987年諾貝爾物理學(xué)獎得主J. Georg Bednorz、斯坦福大學(xué)教授張首晟、沈志勛共同圍繞物理學(xué)的前沿研究展開(kāi)探討。關(guān)于物理學(xué)乃至人類(lèi)的未來(lái)，這群科學(xué)界超級大咖們還將給出更多精彩和振奮人心的預言。
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